¿Qué es la luz? Algunas propiedades de la luz Reflexión

ILUMINACION
¿Qué es la luz?
La LUZ es la radiación visible del espectro electromagnético que podemos captar con
nuestros ojos. La luz es una radiación electromagnética.
Las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío a la velocidad de 300000 km/s,
que se conoce como "velocidad de la luz en el vacío" y se simboliza con la letra c (c =
300000 km/s).
Algunas propiedades de la luz
Propagación
La luz se propaga en línea recta. La línea recta que representa la dirección y el sentido
de la propagación de la luz se denomina rayo de luz (el rayo es una representación, una
línea sin grosor, no debe confundirse con un haz, que sí tiene grosor).
Un hecho que demuestra la propagación rectilínea de la luz es la formación de sombras.
Una sombra es una silueta oscura con la forma del objeto.
Reflexión
La luz e refleja cuando llega a una superficie reflectante.
La reflexión es un fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de
separación de dos medios diferentes (ya sean gases como la atmósfera, líquidos como
el agua o sólidos) y está regida por la ley de la reflexión. La dirección en que sale
reflejada la luz viene determinada por el tipo de superficie. Si es una superficie brillante
o pulida se produce la reflexión regular en que toda la luz sale en una única dirección.
Si la superficie es mate y la luz sale desperdigada en todas direcciones se llama reflexión
difusa. Y, por último, está el caso intermedio, reflexión mixta, en que predomina una
dirección sobre las demás. Esto se da en superficies metálicas sin pulir, barnices, papel
brillante, etc.
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Refracción
La luz cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro (se
refracta).
La refracción se produce cuando un rayo de luz es
desviado de su trayectoria al atravesar una superficie
de separación entre medios diferentes según la
ley de la refracción. Esto se debe a que la velocidad
de propagación de la luz en cada uno de ellos es
diferente
La transmisión
La transmisión ocurre cuando la luz atraviesa una superficie u objeto. Hay 3 tipos de
transmisión: directa, difusa o selectiva.
1. Transmisión directa: es cuando la luz atraviesa un objeto y no se producen cambios
de dirección o calidad de esa luz. Por ejemplo, un vidrio o el aire.
2. Transmisión difusa: se produce cuando la luz pasa a través de un objeto transparente
o semi-transparente con textura. Por ejemplo, un vidrio esmerilado o un papel manteca.
La luz en vez de ir en una sola dirección es desviada en muchas direcciones. La luz que
es transmitida de manera difusa va a ser más suave, va a tener menos contraste, va a ser
menos intensa, va a generar sombras más claras y una transición más suave entre luz y
sombra que la luz directa.
La absorción
Es un proceso muy ligado al color. El ojo humano sólo es sensible a las radiaciones
pertenecientes a un pequeño intervalo del espectro electromagnético. Son los colores
que mezclados forman la luz blanca. Su distribución espectral aproximada es:
Cuando la luz blanca choca con un objeto una parte de los colores que la componen son
absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Las componentes reflejadas son
las que determinan el color que percibimos. Si las refleja todas es blanco y si las absorbe
todas es negro. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe las demás
componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo objeto con luz azul lo veremos
negro porque el cuerpo absorbe esta componente y no refleja ninguna. Queda claro,
entonces, que el color con que percibimos un objeto depende del tipo de luz que le
enviamos y de los colores que este sea capaz de reflejar.
Flujo luminoso
El flujo luminoso es la cantidad total de
energía luminosa emitida por segundo por
una fuente de luz.
Se designa con el símbolo Φ y se expresa
en lúmenes. Su expresión viene dada por:
Donde:
ΦL = Flujo luminoso (lm).
dQL/dt = Cantidad de energía
luminosa radiada por unidad de tiempo.
La medida del flujo luminoso de fuentes de luz artificiales se realiza dentro de una
esfera blanca de difusión perfecta, llamada esfera Ulbricht.
Intensidad luminosa.
Se define como la relación entre el flujo luminoso emitido por una fuente de luz en una
dirección por unidad de ángulo sólido en esa misma dirección, medido en
estereorradianes (sr).
Siendo éste el ángulo formado entre el centro de una esfera de radio unitario y una
porción de superficie de una unidad cuadrada de dicha esfera.
Donde:
I = Intensidad luminosa (cd).
ΦL = Flujo luminoso (lm).
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ω = Ángulo sólido (sr).
r = Radio de proyección (m)
S = Superficie (m2).
Iluminancia
La iluminancia es una medida para la densidad del flujo luminoso. Se ha definido como la
relación del flujo luminoso que cae sobre una
superficie y el área de la misma.
La iluminancia no está sujeta a una superficie real,
se puede determinar en cualquier lugar del espacio,
y puede derivar de la intensidad luminosa.
La iluminancia, además, disminuye con el cuadrado
de la distancia desde la fuente de luz (ley fotométrica
de distancia).
En términos generales, la iluminancia se define según
la siguiente expresión:
donde:



EV es la iluminancia, medida en lux (no usa
el plural luxes).
F es el flujo luminoso incidente, en lúmenes.
dS es el elemento diferencial de área de
incidencia considerado, en metros cuadrados.
Luminancia.
La luminancia se define como la relación entre la intensidad luminosa y la superficie
proyectada verticalmente a la dirección de irradiación. .
Dicha superficie es igual al producto de la superficie real iluminada por el coseno del
ángulo (β) que forma la dirección de la inten-sidad luminosa y su normal.
Su unidad es la candela por metro cuadrado (cd/m2), y su expresión correspondiente es:
Donde:
L = Luminancia (cd/m2)
I = Intensidad luminosa (cd)
S = Superficie (m2)
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Rendimiento luminoso (eficacia luminosa).
Indica el flujo luminoso que emite una fuente de luz por cada unidad de potencia
eléctrica consumida para su obtención.
Se representa por la letra griega ε y su unidad es el lúmen/vatio (lm/W).
La expresión de la eficacia luminosa viene dada por:
Donde:
ΦL = Flujo luminoso (lm).
ε = Eficacia luminosa.
P = Potencia activa (W)
Nivel de Iluminación (iluminancia).
Es el flujo luminoso recibido por una superficie.
Los niveles de iluminación se definen como la relación entre el flujo luminoso y el área
de superficie a la cual incide dicho flujo.
Se simboliza con la letra E y su unidad es el lux.
Por lo tanto, su expresión queda así:
Donde:
E = Iluminancia (lux).
ΦL = Flujo luminoso (lm).
S = Superficie ( m2).
Uniformidad.
La iluminancia proporcionada en una superficie determinada nunca será totalmente
uniforme.
Esto se debe a que siempre habrá diferencias de valores de iluminancia dentro del
escenario visual iluminado.
El área de la tarea será iluminada tan uniformemente como sea posible. La uniformidad
dentro del área de la tarea y de las áreas circundantes inmediatas nunca será menor que
los valores dados en la siguiente Tabla.
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Deslumbramiento
El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de
un objeto es mucho mayor que la de su entorno. Es lo que ocurre cuando miramos
directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua.
Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero
consiste en la aparición de un velo luminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez
y con poco contraste, que desaparece al cesar su causa; un ejemplo muy claro lo tenemos
cuando conduciendo de noche se nos cruza un coche con las luces largas. El segundo
consiste en una sensación molesta provocada porque la luz que llega a nuestros ojos es
demasiado intensa produciendo fatiga visual. Esta es la principal causa de
deslumbramiento en interiores.
Pueden producirse deslumbramientos de dos maneras. La primera es por observación
directa de las fuentes de luz; por ejemplo, ver directamente las luminarias. Y la segunda
es por observación indirecta o reflejada de las fuentes como ocurre cuando las vemos
reflejada en alguna superficie (una mesa, un mueble, un cristal, un espejo...).
Estas situaciones son muy molestas para los usuarios y deben evitarse. Entre las medidas
que podemos adoptar tenemos ocultar las fuentes de luz del campo de visión usando
rejillas o pantallas, utilizar recubrimientos o acabados mates en paredes, techos, suelos
y muebles para evitar los reflejos, evitar fuertes contrastes de luminancias entre la tarea
visual y el fondo y/o cuidar la posición de las luminarias respecto a los usuarios para
que no caigan dentro de su campo de visión.
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Temperatura de color (Tc).
La temperatura de color de una fuente lumínica es medida por su apariencia cromática
y está basada en el principio según el cual, todos los objetos cuando aumentan su
temperatura, emiten luz.
El color de esa luz cambia dependiendo del incremento de la temperatura, expresada en
grados Kelvin (°K).
A continuación se muestra como los colores de luz son clasificados:
Temperatura de color
correlacionada
Tc> 5.000 K
3.300 Tc 5.000 K
Tc< 3.300 K
Apariencia de
color
Fría
Intermedia
Cálida
Índice del Rendimiento del Color (IRC).
Es el índice que indica el nivel o el grado de precisión en que un objeto iluminado pueda
reproducir su propio color real bajo la influencia de una fuente de luz.
Cuando la luz incide sobre un cuerpo y éste genera un color prácticamente igual o
idéntico al propio, entonces su IRC tendrá un valor cercano o igual a 100.
Para la clasificación de distintas fuentes de luz, se ha instituido a la lámpara
incandescente como patrón, ya que dicha fuente representa un IRC de 100 (muy bueno).
Fuentes de luz
Se llama fuente de luz o fuente luminosa a todo aquello capaz de emitir luz, es decir,
radiación electromagnética en el espectro visible.
Las fuentes pueden ser naturales (el Sol) o artificiales (una lámpara).
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Lámparas de incandescencia
La lámpara incandescente o bombilla (foco como muchos le llaman) es un dispositivo
que desprende luz a base del calentamiento del efecto Joule de un filamento metálico
(wolframio asta la actualidad), al ponerlo al rojo blanco mediante la corriente eléctrica
producirá luz tanto como calor.
La lámpara incandescente es la más popular por su bajo precio y el color cálido de su
luz. También es la que menor vida útil tiene, unas 1000 horas. No ofrece muy buena
reproducción de los colores, ya que no emite en la zona de colores fríos. Su eficiencia
es muy baja, ya que solo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la
energía consumida. Otro 25% será transformado en energía calorífica y el 60% restante
en ondas no perceptibles (Luz ultravioleta e infrarroja) que acaban convirtiéndose en
calor.
El componente principal de la lámpara incandescente es el filamento. Al pasar corriente
a través de él, puede ser calentado como resistencia hasta volverse incandescente,
manteniéndose en este estado por mucho tiempo.
Este filamento se fabrica en tungsteno, cuyo punto de fusión es alto: 3655 °K (grados
Kelvin). Este filamento debe estar protegido en un medio que evite que se deteriore, lo
cual se logra poniéndolo dentro de un bulbo, bombillo o ampolla de vidrio que este al
vacío o con un gas inerte.
La duración de las lámparas incandescentes está normalizada; siendo de unas 1000 horas
para las normales, para las halógenas es de 2000 horas para aplicaciones generales y de
4000 horas para las especiales.
Las lámparas incandescentes están formadas por un hilo de wolframio que se calienta
por efecto Joule alcanzando temperaturas tan elevadas que empieza a emitir luz visible.
Para evitar que el filamento se queme en contacto con el aire, se rodea con una ampolla
de vidrio a la que se le ha hecho el vacío o se ha rellenado con un gas. El conjunto se
completa con unos elementos con funciones de soporte y conducción de la corriente
eléctrica y un casquillo normalizado que sirve para conectar la lámpara a la luminaria.
Existen dos tipos de lámparas incandescentes: las que contienen un gas halógeno en su
interior y las que no lo contienen.
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Lámparas no halógenas
Entre las lámparas incandescentes no halógenas podemos distinguir las que se han
rellenado con un gas inerte de aquellas en que se ha hecho el vacío en su interior. La
presencia del gas supone un notable incremento de la eficacia luminosa de la lámpara
dificultando la evaporación del material del filamento y permitiendo el aumento de la
temperatura de trabajo del filamento. Las lámparas incandescentes tienen una duración
normalizada de 1000 horas, una potencia entre 25 y 2000 W y unas eficacias entre 7.5
y 11 lm/W para las lámparas de vacío y entre 10 y 20 para las rellenas de gas inerte. En
la actualidad predomina el uso de las lámparas con gas, reduciéndose el uso de las de
vacío a aplicaciones ocasionales en alumbrado general con potencias de hasta 40 W.
Lámparas halógenas de alta y baja tensión
En las lámparas incandescentes normales, con el paso del tiempo, se produce una
disminución significativa del flujo luminoso. Esto se debe, en parte, al ennegrecimiento
de la ampolla por culpa de la evaporación de partículas de wolframio del filamento y su
posterior condensación sobre la ampolla. Agregando una pequeña cantidad de un
compuesto gaseoso con halógenos (cloro, bromo o yodo), normalmente se usa el
CH2Br2, al gas de relleno se consigue establecer un ciclo de regeneración del halógeno
que evita el ennegrecimiento. Cuando el tungsteno (W) se evapora se une al bromo
formando el bromuro de wolframio (WBr2). Como las paredes de la ampolla están muy
calientes (más de 260 ºC) no se deposita sobre estas y permanece en estado gaseoso.
Cuando el bromuro de wolframio entra en contacto con el filamento, que está muy
caliente, se descompone en W que se deposita sobre el filamento y Br que pasa al gas
de relleno. Y así, el ciclo vuelve a empezar
El funcionamiento de este tipo de lámparas requiere de temperaturas muy altas para que
pueda realizarse el ciclo del halógeno. Por eso, son más pequeñas y compactas que las
lámparas normales y la ampolla se fabrica con un cristal especial de cuarzo que impide
manipularla con los dedos para evitar su deterioro.
Tienen una eficacia luminosa de 22 lm/W con una amplia gama de potencias de trabajo
(150 a 2000W) según el uso al que estén destinadas.
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Lámparas halógena de casquillos cerámicos o cuarzo lineal
Lámpara Halógena Dicroica.
Las dicroicas de la línea residencial son lámparas halógenas compactas dimerizables y
pueden utilizarse en diversas aplicaciones. Poseen pines con forma especial resistente a
la corrosión. Producen un "haz frío" - el recubrimiento dicroico deja pasar la radiación
infrarroja (calor) hacia atrás y refleja la radiación visible (luz) hacia adelante. Fabricadas
con tecnología de baja presión (de acuerdo con la norma IEC 357) para utilización tanto
en luminarias abiertas como cerradas. Poseen un quemador provisto de bloqueo UV.
Además, tiene alta eficiencia lumínica, 2000 horas de vida útil promedio y luz blanca
con una temperatura de color de 3000K. La reproducción de colores es excelente
(IRC=100) y la posición de funcionamiento es universal, con libre posición de
operación.
Aplicaciones:
Las lámparas dicroicas se recomiendan especialmente para la iluminación de
acentuación, e iluminación decorativa principalmente en residencias; pero también
puede utilizarse en comercios, hoteles y restaurantes.
Lámparas de descarga
Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado (vapor de mercurio
o sodio) o la presión a la que este se encuentre (alta o baja presión). Las propiedades
varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros.
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 Lámparas de vapor de mercurio:
o
o
Baja presión:

Lámparas fluorescents.
Alta presión:

Lámparas de vapor de mercurio a alta presión.

Lámparas de luz de mezcla.

Lámparas con halogenuros metálicos.
 Lámparas de vapor de sodio:
o Lámparas de vapor de sodio a baja presión
o Lámparas de vapor de sodio a alta presión
La lámpara fluorescente
La lámpara fluorescente posee generalmente electrodos calentados y puede así
encenderse con tensiones en comparación bajas. Las lámparas fluorescentes requieren
de balastos, reactancias o reactancias electrónicas.
Ventajas
 Consumo de corriente hasta tres veces menor que la de una lámpara
incandescente
 Los colores son más fieles al color real.
 La emisión de luz es de 4 a 6 veces mayor que la de una lámpara
incandescente de la misma potencia.
 Provee una luz más uniforme y menos deslumbrante, porque el área de
iluminación es mayor.
 Calentamiento reducido.
 Duración promedio de vida es de 7500 horas en condiciones normales.
La lámpara fluorescente está compuesta de un tubo de vidrio que está revestido por su
parte interior con una sustancia fluorescente. Dentro del tubo hay gases y vapor de
mercurio a baja presión. Este tubo tiene, en sus dos extremos, un filamento y un
electrodo sensor.
Existen lámparas fluorescentes en diversos formatos: tubulares, circulares y en forma
de "U", así como lámparas fluorescentes compactas.
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Las lámparas fluorescentes compactas
(CFL). que por la combinación de
varios depósitos de descarga cortos o de un depósito de descarga doblado alcanzan
dimensiones especialmente compactas. Las lámparas fluorescentes compactas se
sujetan y conectan en el portalámparas de un solo lado.
Lámparas de vapor de mercurio alta presión (HPL)
 Lámparas de vapor de mercurio de alta presión. Cuando se aumenta la
presión de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta
característica de las lámparas de baja presión pierde importancia respecto las
emisiones en la zona visible. Con estas condiciones la luz emitida es de color
azul-verde.
Para solucionar este problema se acostumbran a añadir sustancias fluorescentes
para mejorar las características cromáticas de la lámpara. La vida útil de este
tipo de lámparas es de unas 8.000 horas.
Lámparas de mercurio halogenado (mhd).
Estas lámparas ofrecen un aspecto de color blanco natural, con gran eficacia luminosa
y tamaño reducido. Están destinadas a las aplicaciones de alumbrado deportivo
profesional y de proyección. No tienen envoltura exterior, lo que permite el diseño de
sistemas de luminarias más compactas, con ópticas de precisión y eficiencia optimizada.
Requieren luminarias cerradas con vidrio frontal filtrante de UV. Las lámparas MHDTD tienen un aspecto de color de luz día y una excelente reproducción del color de 90,
mientras que las lámparas MHN-TD tienen una buena reproducción del color de 80 dan
un aspecto de color blanco neutro. Posición de funcionamiento horizontal +/- 5 grados.
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Aplicaciones:
• Alumbrado deportivo.
• Alumbrado de proyección.
Lámparas de luz de mezcla ML
Las lámparas de luz de mezcla son una combinación de una lámpara de mercurio a alta
presión con una lámpara incandescente y habitualmente, un recubrimiento
fosforescente. El resultado de esta mezcla es la superposición, al espectro del mercurio,
del espectro continuo característico de la lámpara incandescente y las radiaciones rojas
provenientes de la fosforescencia.
Estas lámparas ofrecen una buena reproducción del color con un rendimiento en color
de 60 y una temperatura de color de 3600 K.
La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa
de fallo. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas. Por un lado
tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del wolframio evaporado y por otro
la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en
torno a las 6000 horas.
Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan balasto ya que el propio
filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas para sustituir
las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones.
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Aplicaciones:
• Calles
• Estacionamientos
• Estaciones de servicio
• Talleres
• Garajes
• Tiendas
Lámparas con halogenuros metálicos (HPI)
Si añadimos en el tubo de descarga yoduros metálicos (sodio, talio, indio...) se consigue
mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lámpara de vapor
de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas al espectro (por ejemplo
amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio).
La vida media de estas lámparas está cerca de las 10.000 horas. Necesitan 10 minutos
para encenderse, que es el tiempo necesario para que estabilice la descarga. Por su
funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, ya que las tensiones
que necesitan al inicio son muy elevadas. Sus buenas características cromáticas las
hacen adecuadas para la iluminación de las instalaciones deportivas, para
retransmisiones de TV, estudios de cine, etc.
Los resultados de estas aportaciones son una temperatura de color de 3000 a 6000 K
dependiendo de los yoduros añadidos y un rendimiento del color de entre 65 y 85. La
eficiencia de estas lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas
10000 horas. Tienen un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo
necesario hasta que se estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un
dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy
elevadas (1500-5000 V).
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Lámpara de vapor de sodio a baja presión
En estas lámparas el tubo de descarga tiene forma de U para disminuir las pérdidas por
calor y reducir el tamaño de la lámpara. Está elaborado de materiales muy resistentes
pues el sodio es muy corrosivo y se le practican unas pequeñas hendiduras para facilitar
la concentración del sodio y que se vaporice a la temperatura menor posible. El tubo
está encerrado en una ampolla en la que se ha practicado el vacío con objeto de aumentar
el aislamiento térmico. De esta manera se ayuda a mantener la elevada temperatura de
funcionamiento necesaria en la pared del tubo (270 ºC).
El tiempo de arranque de una lámpara de este tipo es de unos diez minutos. Es el tiempo
necesario desde que se inicia la descarga en el tubo en una mezcla de gases inertes (neón
y argón) hasta que se vaporiza todo el sodio y comienza a emitir luz. Físicamente esto
se corresponde a pasar de una luz roja (propia del neón) a la amarilla característica del
sodio. Se procede así para reducir la tensión de encendido.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión
1.
SDW-T (Sodio Blanco)
2. Lámpara a Vapor de Sodio SON
3. Lámpara a Vapor de Sodio SON-T
4. Lámpara a Vapor de Sodio SON-T Plus Con Tecnología PIA
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Las SDW-T son lámparas de sodio de alta presión con tubo de descarga de óxido de
aluminio sinterizado, alojado en una envoltura tubular de vidrio transparente, al vacío.
La elevada presión de sodio da un brillo y reproducción de color excepcionales. El tubo
de descarga contiene una amalgama de sodio y mercurio a una presión de 95KPa,
adicionado con xenon para facilitar la ignición y limitar la conducción de calor,
incrementando así la eficiencia luminosa y la reducción del parpadeo. Las lámparas
SDW-T utilizan un balasto y una unidad de control especial de Philips, que elimina las
desviaciones de color provocadas por las variaciones de la tensión de red. Estas lámparas
tienen una temperatura de color de 2500K y un elevado índice de rendimiento de color:
Ra=83. Tienen posición de uso universal.
Este tipo de lámparas tienen muchos usos posibles tanto en iluminación de interiores
como de exteriores. Algunos ejemplos son en iluminación de naves industriales,
alumbrado público o iluminación decorativa.
Aplicaciones:
• Iluminación de tiendas, general con downlighters y comercial, de exteriores
decorativos, etc.
Lámpara a Vapor de Sodio SON
Lámparas a vapor de sodio de alta presión, para uso de interiores o exteriores, con un
tubo de descarga de óxido de aluminio sinterizado y recubierto por una ampolla ovoidal
exterior, cubierta con pintura fluorescente. Las lámparas SON emiten luz cálida con una
elevada eficiencia luminosa (120 lm/w), lo que las hace recomendables en aquellas
aplicaciones en las que se necesita luz abundante y económica. La pared interior del
bulbo está cubierta por una capa muy uniforme de pirofosfato de calcio aplicada en
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forma electrostática. Este recubrimiento de la ampolla permite mantener el flujo
luminoso con baja depreciación, asegurando una buena performance durante toda su
vida útil. Su geometría hace que pueda ser utilizada en las mismas ópticas y luminarias
diseñadas para lámparas a vapor de mercurio de color corregido, donde normalmente se
tiene luz difusa. A estas características se le suma una larga vida útil y una operación
estable durante la misma. Estas lámparas emplean un balasto e ignitor excepto las SON
70W I, las que están equipadas con un ignitor interno.
SON-Plus:
Un incremento de xenón dentro de las SON-Plus aumenta eficiencia luminosa de éstas
hasta 150 lm/w mejorando relación costo-eficiencia.
SON-H (reemplazo HPL):
Las SON-H, son lámparas especialmente creadas para reemplazo directo de las lámparas
a vapor de mercurio alta presión (HPL) sin cambiar el equipo auxiliar. Permiten una
inmediata utilización de la instalación con menor consumo de energía entregando más
luz.
Aplicaciones:
Alumbrado público, estacionamientos,
aeropuertos, grandes áreas, alumbrado
deportivo, fachadas, monumentos,
irradiación de plantas.
Lámpara a Vapor de Sodio SON-T
Lámparas a vapor de sodio de alta presión, para uso en interiores o exteriores, con un
tubo de descarga de óxido de aluminio sinterizado y recubierto por una ampolla exterior
tubular transparente de vidrio duro. Se caracterizan por emitir una luz cálida, de
agradable aspecto, con elevada eficiencia luminosa. Su condición de tubular clara hace
que se la pueda utilizar en sistemas ópticos muy precisos, de modo de obtener haces
concentrados o difusos, de acuerdo con la necesidad de cada caso, utilizando el reflector
adecuado. Su gama de potencias es lo suficientemente amplia como para cubrir
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prácticamente todas las necesidades de alumbrado utilitario interior o exterior. A ello
agregan una larga y confiable vida útil.
Aplicaciones:
Alumbrado público, estacionamientos, aeropuertos, grandes áreas, alumbrado
deportivo, alumbrado industrial, fachadas, monumentos, irradiación de plantas.
Lámpara a Vapor de Sodio SON-T Plus Con Tecnología PIA
SON es el nombre con el que Philips ha designado al rango de alta calidad de las
lámparas de sodio de alta presión. En las lámparas Philips SON Plus y SON-T Plus
construidas con tecnología PIA* (Philips Integrated Antenna). El tubo de descarga de
óxido de aluminio sinterizado, con la antena integrada, se encuentra dentro de un bulbo
de vidrio soda, cal o vidrio duro al vacío. El tubo de descarga de la lámpara Plus está
lleno de una amalgama de mercurio, sodio y gas xenón. La lámpara de 70W tiene un
casquillo standard con rosca E27 y las de 100W a 600W, un casquillo standard con rosca
E40. Las lámparas SON (-T) PIA* están completamente libres de plomo debido a que
en las soldaduras del casquillo no se utiliza plomo. Las lámparas SONT Plus tienen una
cubierta exterior tubular de vidrio transparente y las SON Plus, una cubierta exterior
ovoidal de vidrio con su interior pintado de blanco. Estas lámparas emplean un balasto
e ignitor de acuerdo con IEC. El aumento de la presión en las lámparas SON Plus
incrementa la eficacia luminosa a 150lm/W. Estas son las lámparas de sodio
técnicamente más eficientes, con la mejor performance, resultando las de más bajo
consumo de energía. Es por esto que se las recomienda para nuevas instalaciones y como
reemplazo para las existentes. La tecnología PIA* (Philips Integrated Antenna) y el
nuevo getter ZrAl garantizan una operación más confiable, con muy pocas fallas
prematuras y un muy buen mantenimiento del flujo luminoso. Las nuevas lámparas SON
(-T) Plus, están libres de plomo.
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Aplicaciones:
• Alumbrado público en calles, avenidas y autopistas, tanto en zonas urbanas como
residenciales.
• Iluminación de grandes áreas: plataformas, estacionamientos. Plazas y áreas
industriales.
• Iluminación industrial.
• Iluminación de áreas para prácticas deportivas exteriores e interiores.
Tecnología PIA* (Philips Integrated Antenna): operación segura con menos fallas
prematuras. La antena integrada en el tubo de descarga hace la construcción más simple
y más robusta. Estas mejoras en el diseño
eliminan completamente las fallas prematuras
causadas por la vieja antena externa con la
cinta bimetálica. PIA* significa encendido
seguro durante toda la vida de la lámpara.
Lámparas LED
El LED es un diodo emisor de luz, es decir, un dispositivo semiconductor que emite luz
cuando circula por la corriente eléctrica; es un proyector electroluminiscente que emite
luz mediante la recombinación de los pares de portadores de carga de un semiconductor.
Led deviene de las siglas en inglés Light Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz. La luz
no se genera a través de un filamento incandescente sino por electroluminiscencia. Esto
significa que se liberan fotones (luz) debido a electrones que cambian de nivel de energía
durante su desplazamiento por el material semiconductor (diodo).
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Ventajas:
 Elevada resistencia física: elementos 100% sólidos, resisten golpes y vibraciones
mucho mejor que lámparas convencionales.
 Mayor duración, por no depender de que el filamento se queme
 Elevada eficiencia de conversión de la electricidad entrante hacia la energía
luminosa: mientras el rendimiento energético de una bombilla de tungsteno es
del 10%, los diodos LED aprovechan hasta el 90%.
 Con el equivalente a una bombilla de tungsteno se pueden construir
aproximadamente 10 LEDs.
 Si algún LED se rompe es posible reemplazarlo
 Baratos y fáciles de fabricar
 Larga vida útil: Hasta 100.000 horas de vida útil comparado con 8000 horas de
una lámpara convencional.
 Pueden emitir hasta 16 millones de colores distintos.
 No emiten radiaciones infrarrojas y/ o ultravioletas. Muy importante para la
iluminación de obras de arte, donde habitualmente la radiación deteriora el
objeto a iluminar.
 No explotan
 No contaminan ni poseen elementos contaminantes
 No emiten calor, por lo que son muy adecuados iluminar objetos inflamables y
ahorrar energía necesaria para regular la temperatura ambiental.
 Resisten bien las variaciones en temperatura por lo cual son adecuados para
iluminación de exteriores.
 Reducido tamaño: pocos milímetros cúbicos.
 Elevado tiempo de respuesta: su velocidad de transmisión permite utilizarlos en
los displays alfanuméricos o en aplicaciones de telecomunicación por aire o
por fibra óptica.
 Funcionan con corriente continua, por lo que se reducen los riesgos de
manipulación y electrocución por descuido.
 Muy adecuado para aplicaciones en zonas con elevada afluencia de público:
centros comerciales, discotecas, teatros, discotecas, etc.
Lámparas de inducción
Funcionamiento
En el interior de la lámpara se genera un campo electromagnético de alta frecuencia
mediante una bobina con núcleo de ferrita la cual tiene arrollado un devanado.
La corriente del devanado genera un campo electromagnético en el interior de la
lámpara, el cual induce una corriente en el gas de forma que este se ioniza, es decir, los
átomos pierden electrones que circulan libremente en su interior, colisionando con otros
átomos.
En este, el electrón que ha recibido la energía pasa a ocupar otro orbital de mayor
energía. Este nuevo estado es muy inestable, volviendo rápidamente a la situación
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inicial. Al hacerlo, el electrón libera la energía extra en forma de radiación
electromagnética, principalmente ultravioleta (UV).
Esta radiación ultravioleta se convierte en luz visible al pasar a través del recubrimiento
de Fósforo de la superficie.
Para iniciar y mantener este proceso de forma estable es necesario suministrar al
devanado una corriente de alta frecuencia.
CARACTERÍSTICAS MÁS IMPORTANTES
• Alto rendimiento. Hasta un 80% de ahorro de energía.
• Se evita la emisión de miles de toneladas de CO 2.
• Alta fiabilidad duración 60.000/100.000 h rango de operación entre 150 y 265 V, con
encendido/reanudación instantáneo.
• Nulo mantenimiento.
• Garantía de 5 años.
• Mayor ergonomía visual sin parpadeo. No estroboscópica. Temperatura de color
suave.
• Protección medioambiental, superado test EMC, de no contaminación electromagnética.
• Mayor rango de iluminación.
AHORRAN EN ENERGÍA Y MANTENIMIENTO
• Ahorro desde un 32% a 80% dependiendo de la aplicación de la lámpara.
• Sin balasto : se elimina el gasto del consumo del balastro, del 16-22%.
• Vida útil: 60.000 h -100.000 h.
• Casi nulo mantenimiento.
.C
ARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Y LUMÍNICAS
• Encendido Instantáneo.
• Baja generación de harmónicos (<10%)
• Factor de Potencia de 95 %.
• Alto rendimiento o eficiencia lumínica: 65-105 lm/w
• Excelente durabilidad: 70% de lúmenes a las 60.000h.
• Reproducción Cromática de 86-92 %.
• Muy baja emisión calorífica (T< 80ºC).
• Protección anti vibración.
• Peso Ligero.
21
Balastos
Los balastos (o reactancias) son dispositivos empleados para limitar y estabilizar la
corriente de arco de las lámparas de descarga.
En ocasiones se utilizan también para generar las tensiones necesarias para el encendido
de las lámparas, ya sean solos o en combinación con arrancadores o condensadores.
Los balastos son en sí mismos impedancias, por lo que teóricamente podría haber de
varios tipos: inductivas, resistencias o combinación entre ellas. No obstante, en la
práctica se utilizan casi en exclusividad los balastos de tipo inductivo y en algunos casos
los inductivo-capacitivos. Los balastos resistivos no se utilizan debido a las elevadas
pérdidas en forma de calor que ocasionarían y los capacitivos por deformar grandemente
la forma de onda de la corriente de lámpara y dar por ello baja potencia en la misma.
Como complemento a estos tipos enumerados están los balastos electrónicos, que
combinan en sí mismos el sistema de encendido, compensación y regulación de
corriente en la lámpara consiguiéndose consumos menores de potencia.
Balastos electromagnéticos
Un balasto electromagnético de tipo inductivo (el utilizado casi exclusivamente) consta
de un arrollamiento de hilo de cobre en un soporte de material aislante, que actúa como
devanado de excitación de un circuito magnético.
Cuando por el arrollamiento pasa una corriente, se crea (induce) una tensión opuesta a
la causa que la produce, la tensión de red.
En las lámparas de descarga, para una tensión fija, la corriente tiende a crecer
indefinidamente y por lo tanto en el balasto tenderá a crecer también la tensión opuesta
a la de red, llegándose al final a un equilibrio con la lámpara hasta que quedan fijadas
su tensión e intensidad (estabilización). Este equilibrio se podrá romper con variaciones
en la excitación (tensión de red). Así, para cada tensión de red se necesita un balasto
diferente, con unas tolerancias que dependerán del tipo de balasto y de lámpara, aunque
también existen balastos con varias conexiones para distintas tensiones de red.
Balastos electrónicos
Los balastos electrónicos tienen un principio de funcionamiento, en cuanto a su labor
de limitación de corriente, idéntico a los electromagnéticos.
Si volvemos a la expresión anterior, al aumentar mucho la frecuencia, para una cierta
tensión en el balasto y una intensidad de lámpara, la inductancia L será mucho más
pequeña y por lo tanto las dimensiones de la reactancia y sus pérdidas también lo serán.
Los balastos electrónicos constan de un circuito que convierte la tensión de red en una
señal de alta frecuencia (alrededor de 40 kHz) que se aplica a un balasto
22
electromagnético muy pequeño. Además incorporan circuitos para la compensación de
potencia y para el encendido de las lámparas.
Clasificación de los balastos
Podemos clasificar los balastos de dos formas:
1. Según su sistema de instalación.
2. Según su modo de funcionamiento.
 Clasificación en función de su sistema de instalación
Son aquellos que pueden ser instalados separadamente de una luminaria. Para ello
llevarán un tratamiento superficial especial para soportar las condiciones de intemperie
y un grado de protección adecuado al lugar donde se instalen.
Normalmente son balastos que van encapsulados en resina dentro de una envolvente
adecuada.
Estos balastos no son adecuados para su instalación dentro de luminarias u otros recintos
semejantes puesto que un eventual aumento de la temperatura dentro de la luminaria por
diversas causas podría llegar a causar la degradación de la resina aunque no se dañe el
balasto en absoluto.
Balastos a incorporar
Balasto destinado a ser instalado dentro de una luminaria o recinto similar.
Balasto integrado
Es aquél que constituye un elemento no reemplazable de la luminaria.
 Por modo funcionamiento
Balastos de choque
Es el tipo de balasto más comúnmente utilizado.
Los balastos de choque son una reactancia que se puede considerar puramente inductiva
pues su componente resistiva se desprecia a efectos de impedancia aunque no a efectos
de rendimiento.
Su conexión se realiza en serie con la lámpara tal y como se indica en la figura.
23
Balastos autotransformadores
Estos están constituidos por un autotransformador de dispersión cuyo funcionamiento
consiste en aportar una tensión adecuada para el encendido de las lámparas cuando la
tensión de red es insuficiente y, una vez producido el encendido, regular la intensidad
de lámpara mediante su circuito secundario.
Balastos autorreguladores
Son balastos semejantes a los autotransformadores. Constan de un autotransformador
de dispersión con zonas de saturación combinado con un condensador en serie.
El autotransformador da una tensión de vacío suficiente para encender la lámpara (300400V) y una vez encendida ésta, la parte de bobinado de secundario acoplado al rimario
junto con el condensador realizan la labor de estabilización y limitación de la corriente.
Con el condensador se consigue un adelanto de la corriente y un factor de cresta de la
misma adecuado para el sostenimiento de la descarga, además de conseguirse una
compensación con un cos φ aproximado de 0.9.
Como característica de funcionamiento más importante es la buena regulación de
potencia de la lámpara respecto a variaciones de tensión de red (del orden de 10% para
variaciones de red del 10%), además de la estabilidad de la lámpara aun con tensiones
de red muy bajas. A su vez, la corriente de arranque no es superior a la nominal.
Los balastos electrónicos
Presentan una serie de ventajas frente a los sistemas convencionales, tales como:
Unidad compacta que sustituye a todos los componentes relacionados con la
lámpara: balasto electromagnético, arrancador y condensador de corrección del factor
de potencia.
24
Ahorro energético: la potencia consumida de red es inferior, ofreciendo las mismas
prestaciones. Además, incorpora los elementos necesarios para la conmutación
automática a nivel reducido de potencia, con o sin necesidad de una línea auxiliar
de mando (en función del sistema de reducción de potencia elegido).
Estabilización de la potencia de lámpara en todo el margen de tensiones de red,
lo que proporciona un aumento de la vida de la lámpara.
Intensidad de arranque controlada: no se producen sobre intensidades durante el
arranque de la lámpara.
La corriente y la potencia absorbida de red crecen desde un valor reducido hasta
los nominales durante el periodo de estabilización térmica de la lámpara. Esta
característica posibilita la optimización en la selección del calibre de la protección
magneto térmica (ICP) y la contratación del suministro de energía.
Luminarias
Según la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), la definición de luminarias son
Aparatos que distribuyen, filtran o transforman la luz emitida por una o varias lámparas
y que contienen todos los accesorios necesarios para fijarlas, protegerlas y conectarlas
al circuito de alimentación”.
Requisitos para las luminarias:
1. Usar luminarias con reflector y cierres transparentes, preferentemente de vidrio
plano o lenticular y con un flujo hacia el hemisferio superior inferior al 0,2%.
2. Utilizar ópticas con luminarias de alto rendimiento (>55%) y cuyo haz luminoso se
adapte a la superficie a iluminar de forma que se ilumine sólo lo necesario y el
diseño tenga un alto factor de utilización mantenido (figura a1).
3. Un luminaria, al igual que cualquier equipo eléctrico, deberá cumplir una serie de
requisitos de seguridad referentes al aislamiento eléctrico (es recomendable un IP65
para la gran mayoría de las aplicaciones), seguridad mecánica (IK), etc.
25
(figura a1).
Las luminarias según distintos criterios de selección.
La selección de la luminaria ideal para cada tipo de proyecto es uno de los
procedimientos más importantes dentro de la luminotecnia, y además debe realizarse en
forma conjunta con la elección de la lámpara.
26
En la actualidad existen diversos tipos de tamaño, aplicación y forma de luminarias, y
diferentes criterios de clasificación que un proyectista tenga en consideración para la
elección de estas.
Las luminarias tienen ciertas características esenciales las cuales pueden clasificarse
según su: cualidad, grado de protección, aplicación y factor de eficiencia.
Clasificación de las luminarias según su cualidad.
Una luminaria debe poseer una serie de características que satisfagan las necesidades
requeridas para una determinada instalación de alumbrado.
Por lo tanto, deben poseer las siguientes cualidades para que cumplan eficientemente
su función: sistemas ópticos, mecánica, eléctrica, y estética.
Clasificación de las luminarias según la fotometría.
Las características de la distribución luminosa permite clasificar las luminarias en
grupos que tienen parecidas propiedades: La CIE establece una clasificación de las
luminarias en función de su distribución.
Clasificación de las luminarias de interior
Las luminarias de interior se clasifican en función del porcentaje de flujo luminoso
emitido hacia el hemisferio superior y hemisferio inferior.
Las luminarias de interior también se clasifican en función de la apertura del haz:
27
Clasificación de las luminarias según su aplicación.
Cuando se trata de clasificar las luminarias según su aplicación, se emplean dos tipos o
divisiones principales que son la iluminación de interiores y de exteriores:
Iluminación de interiores.
 Luminarias para iluminación industrial.
 Luminarias para iluminación comercial y/o oficinas.
 Luminarias para iluminación residencial.
Iluminación de exteriores.




Luminarias para alumbrado público.
Luminarias para fachadas y/o monumentos.
Luminarias para zonas deportivas.
Luminarias para áreas extensas.
Sistemas ópticos.
• Para la adecuada distribución luminosa, las luminarias actúan con uno o más de los
siguientes elementos de control óptico: reflectores, refractores, difusores, dispositivos
de apantallamiento y filtros.
• Elementos reflectores. Son aquellos en donde la luz incidente de la luminaria se refleja
total o parcialmente, en forma especular o difusa. Se emplean cuando se requiere una
forma precisa de la distribución de luz.
El reflector puede ser: parabólico, esférico, elíptico o difuso.
Elementos refractores.
En ocasiones llamados también difusores prismáticos, refractan la luz procedente de las
lámparas y reflectores, en direcciones privilegiadas de forma que establecen un control
de las intensidades luminosas y, prácticamente, del deslumbramiento.
Metacrilato: prácticamente inalterable a la radiación ultravioleta y buena resistencia
mecánica; alta adherencia al polvo y precio moderado.
28
Policarbonato: ofrece la ventaja de su alta resistencia mecánica, pero su precio es
sensiblemente más alto que el anterior.
Refractor
Elementos difusores.
Elementos que recogen la luz de las lámparas y la reflejada, y la difunden prácticamente
en todas direcciones. Son de materiales plásticos opalizados que contribuyen a disminuir
la luminancia de la luminaria, entre ellos destacan:
Poliestireno
Se degrada sensible y rápidamente por efecto de la radiación ultravioleta, presenta gran
capacidad de adherencia al polvo y su precio es reducido.
Metacrilato
Mencionado en el apartado anterior. El apantallamiento de las luminarias se asegura de
un modo mucho más eficaz que con los refractores y difusores, mediante la utilización
de los siguientes sistemas:
Rejillas cuadriculadas
Formando una retícula cuadrada, como
elemento de cierre de la luminaria, asegura
el apantallamiento en dos direcciones
(longitudinal y transversal).Existen diversas
dimensiones de retícula, siendo comunes
las de 15 x 15mm. y 30 x 30 mm. Lógicamente a medida que disminuye la dimensión
dela retícula, el rendimiento de la luminaria
se hace más pequeño. Los materiales
utilizados suelen ser plásticos (poliestireno)
y acero esmaltado.
Difusor
29
Luminarias para instalaciones de iluminación pública.
Dentro de este tipo grupo tenemos luminarias de parques y jardines así como las de
iluminación pública viaria. Para las primeras, son instalaciones típicas, como su nombre
indica, parques, jardines, zonas residenciales, etc. En el segundo tipo tenemos vías
urbanas, autopistas, túneles, etc.
La C.I.E. ha introducido un nuevo sistema para la clasificación de las luminarias para
iluminación de viales y así sustituir al sistema que introdujo en el año 1965, en el que
se hacía la clasificación cut-off, semi-cut-off y non-cut-off. No obstante, el antiguo
sistema sigue siendo utilizado en ciertas recomendaciones nacionales para la
iluminación de viales.
La nueva clasificación de luminarias de la C.I.E. que reemplaza a la anterior se basa en
tres propiedades básicas de las luminarias:
1. La extensión a la cual la luz de la luminaria se distribuye a lo largo de un camino:
El “alcance” de la luminaria.
2. La cantidad de diseminación lateral de la luz, a lo ancho de un camino:
La apertura.
3. El alcance de la instalación para controlar el deslumbramiento producido por la
luminaria:
El “control” de la luminaria.
30
El alcance está definido por el ángulo γmax que forma el eje del haz con la vertical que
va hacia abajo. El eje del haz está definido por la dirección de la bisectriz del ángulo
formado por las dos direcciones de 90% Ιmax en el plano vertical de intensidad máxima.
Se definen tres grados de alcance de la manera siguiente:
Ymax < 60°
70° ≥ γmax ≥ 60°
Ymax > 70°
: alcance corto.
: alcance medio.
: alcance largo
En esta figura se muestra los tres grados de alcance y apertura definidos por la
C.I.E., donde “h” es la altura de montaje de la luminaria.
31
Clasificación según su fotometría.
Una luminaria se puede clasificar por su distribución de flujo luminoso radiado en las
diferentes direcciones del espacio.
Existen varias formas de representar gráficamente dicha distribución, pero la más
común son los diagramas polares.
Estas curvas generalmente están dadas en el sistema de coordenadas C-γ, utilizando
generalmente los tres planos principales de C (0°, 45° y 90°).
Las unidades correspondientes para estas curvas del diagrama polar están en candelas
(cd) por 1000 lúmenes (lm) de flujo emitido (cd/1000lm).
Clasificación según su simetría.
Los cuerpos fotométricos se reconocen también por las distintas simetrías de sus curvas
de distribución luminosa correspondiente. Estas son:
a) Luminarias de distribución simétrica: Son aquellas en las que el flujo se reparte de
forma uniforme respecto al eje de simetría. La distribución de las intensidades luminosas
se puede expresar por una sola curva fotométrica.
32
b) Luminarias de distribución asimétrica: El flujo luminoso se distribuye de forma no
simétrico respecto al eje de simetría. Las intensidades luminosas se representan con una
curva para diversos planos característicos.
Luminarias para instalaciones de iluminación por proyección (exterior).
Estas luminarias son usadas principalmente en cualquier tipo de instalaciones
deportivas, tanto techadas o al aire libre, también para áreas extensas de trabajo,
fachadas, medios de publicidad, y muchos más.
La función principal de un proyector es concentrar la luz en un ángulo sólido
determinado por medio de distintos sistemas ópticos, con la finalidad de conseguir la
mayor intensidad luminosa deseada.
Por lo general, las fuentes de luz que son utilizadas comúnmente con estas luminarias
son las de mercurio de alta presión, halógenas, haluros metálicos y las de sodio.
Desde el punto de vista de la distribución lumínica, estas luminarias se dividen en tres
grupos básicos, que son: proyectores con simetría, de rotación simétrica y de rotación
asimétrica.
Los proyectores pueden clasificarse también de otra manera, indicando el grado de
apertura del haz de luz del proyector, si es: estrecho, medio o ancho.
La apertura del haz de luz de un proyector es el ángulo que se forma cuando alcanza un
determinado porcentaje de la intensidad luminosa emitida por la fuente de luz,
generalmente hasta el 10% de su máximo valor.
Un proyector clasificado como rotacionalmente simétrico es aquel con distribución de
intensidad luminosa constante del plano que se considere. Para este tipo de proyector se
establece un valor de apertura del haz a ambos lados del eje.
En el caso de un proyector con distribución asimétrica, se establecen dos valores de
apertura que indican la dispersión del haz en dos planos perpendiculares de simetría,
vertical y horizontal respectivamente.
33
Un ejemplo de distribución asimétrica podría ser 6˚/24˚. Hay casos en donde puede
presentarse una asimetría en el plano vertical del proyector con relación al eje del haz.
Se dan dos cifras para la apertura del haz en dicho plano y otra para el plano horizontal.
Por ejemplo: 5˚ - 8˚/24˚, esto es 5˚ por encima del haz y 8˚ por debajo, y en el plano
horizontal, 12˚ a la derecha y 12˚ a la izquierda.
Existe también, con respecto a las clasificaciones antes mencionadas, dos tipos de
proyectores para las consideraciones de diseño, que son: proyectores circulares y
rectangulares.
Los proyectores circulares pueden ser cónicos o cónicos ligeramente asimétricos, por lo
que se obtiene una proyección elíptica sobre la superficie iluminada. Además, éstos
suelen ser más eficientes que los rectangulares por la forma en que se refleja la luz.
Los proyectores rectangulares emplean una distribución simétrica en los planos
horizontales y verticales de forma rectangular. Aunque en el plano vertical también
puede ser asimétrica, obteniendo una proyección de forma trapezoidal.
Los fabricantes deben proveer la información fotométrica para cada una de estas
luminarias.
Se representan por medio del diagrama isocandela, con las coordenadas B-β, siendo B
el ángulo del plano y β el ángulo con respecto al haz en el plano.
34
También se puede representar tanto en el eje horizontal como en el vertical del diagrama,
las distancias al eje del haz en grados (α y β).
Sistemas de alumbrado
Cuando una lámpara se enciende, el flujo emitido puede llegar a los objetos de la sala
directamente o indirectamente por reflexión en paredes y techo. La cantidad de luz que
llega directa o indirectamente determina los diferentes sistemas de iluminación con sus
ventajas e inconvenientes.
Luz directa
Luz indirecta proveniente del techo
Luz indirecta proveniente de las paredes
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La iluminación directa se produce cuando todo el flujo de las lámparas va dirigido
hacia el suelo. Es el sistema más económico de iluminación y el que ofrece mayor
rendimiento luminoso. Por contra, el riesgo de deslumbramiento directo es muy alto y
produce sombras duras poco agradables para la vista. Se consigue utilizando luminarias
directas.
En la iluminación semidirecta la mayor parte del flujo luminoso se dirige hacia el suelo
y el resto es reflejada en techo y paredes. En este caso, las sombras son más suaves y el
deslumbramiento menor que el anterior. Sólo es recomendable para techos que no sean
muy altos y sin claraboyas puesto que la luz dirigida hacia el techo se perdería por ellas.
Si el flujo se reparte al cincuenta por ciento entre procedencia directa e indirecta
hablamos de iluminación difusa. El riesgo de deslumbramiento es bajo y no hay
sombras, lo que le da un aspecto monótono a la sala y sin relieve a los objetos
iluminados. Para evitar las pérdidas por absorción de la luz en techo y paredes es
recomendable pintarlas con colores claros o mejor blancos.
Cuando la mayor parte del flujo proviene del techo y paredes tenemos la iluminación
semiindirecta. Debido a esto, las pérdidas de flujo por absorción son elevadas y los
consumos de potencia eléctrica también, lo que hace imprescindible pintar con tonos
claros o blancos. Por contra la luz es de buena calidad, produce muy pocos
deslumbramientos y con sombras suaves que dan relieve a los objetos.
Por último tenemos el caso de la iluminación indirecta cuando casi toda la luz va al
techo. Es la más parecida a la luz natural pero es una solución muy cara puesto que las
pérdidas por absorción son muy elevadas. Por ello es imprescindible usar pinturas de
colores blancos con reflectancias elevadas.
Métodos de alumbrado
Los métodos de alumbrado nos indican cómo se reparte la luz en las zonas iluminadas.
Según el grado de uniformidad deseado, distinguiremos tres casos: alumbrado general,
alumbrado general localizado y alumbrado localizado.
Alumbrado general
Alumbrado general localizado
Alumbrado localizado
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El alumbrado general proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área
iluminada. Es un método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en
oficinas, centros de enseñanza, fábricas, comercios, etc. Se consigue distribuyendo las
luminarias de forma regular por todo el techo del local.
Ejemplos de distribución de luminarias en alumbrado general
El alumbrado general localizado proporciona una distribución no uniforme de la luz
de manera que esta se concentra sobre las áreas de trabajo. El resto del local, formado
principalmente por las zonas de paso se ilumina con una luz más tenue. Se consiguen
así importantes ahorros energéticos puesto que la luz se concentra allá donde hace falta.
Claro que esto presenta algunos inconvenientes respecto al alumbrado general. En
primer lugar, si la diferencia de luminancias entre las zonas de trabajo y las de paso es
muy grande se puede producir deslumbramiento molesto. El otro inconveniente es qué
pasa si se cambian de sitio con frecuencia los puestos de trabajo; es evidente que si no
podemos mover las luminarias tendremos un serio problema. Podemos conseguir este
alumbrado concentrando las luminarias sobre las zonas de trabajo. Una alternativa es
apagar selectivamente las luminarias en una instalación de alumbrado general.
Empleamos el alumbrado localizado cuando necesitamos una iluminación
suplementaria cerca de la tarea visual para realizar un trabajo concreto. El ejemplo típico
serían las lámparas de escritorio. Recurriremos a este método siempre que el nivel de
iluminación requerido sea superior a 1000 lux., haya obstáculos que tapen la luz
proveniente del alumbrado general, cuando no sea necesaria permanentemente o para
personas con problemas visuales. Un aspecto que hay que cuidar cuando se emplean
este método es que la relación entre las luminancias de la tarea visual y el fondo no sea
muy elevada pues en caso contrario se podría producir deslumbramiento molesto.
Los parámetros básicos para la identificación de lámparas
En las siguientes tablas puedes ver cuál es el código que se utiliza en la denominación.
Son tablas de códigos identificativos neutrales de fuentes de luz según la Asociación
Electrotécnica alemana (ZVEI).
37
Código de letras para identificación de lámparas.
La 1ª letra caracteriza el tipo de producción de la luz.
La 2ª letra caracteriza el material del bulbo en el caso de las lámparas
incandescentes, o el gas en el de las lámparas de descarga:
La 3ª letra o combinación de letras caracteriza la forma del bulbo:
Según este código de letras, la denominación que vas a utilizar para identificar las
lámparas se resume en la siguiente tabla:
38
Ejemplo:
Busca en la Tabla Los datos que más se parezcan a la codificación
Observa como en la Tabla aparece el siguiente apartado
Según la tabla, la lámpara que tienes es una lámpara fluorescente compacta (TC) de tubo
cuádruple sin cebador para reactancia electrónica (DEL).
39
ALUMBRADO PUBLICO
El alumbrado público puede llegar a representar el 40-50% del consumo energético de
un ayuntamiento, por lo que se hace necesario definir algunas de las tecnologías más
eficientes que se encuentran en el sector y algunas medidas que pueden aplicarse para
reducir el consumo.
Por este motivo se detallan a continuación los equipos principales que intervienen:
Lámparas
Las lámparas utilizadas en el alumbrado público deben presentar algunas características
que permitan un ahorro energético y, a su vez, económico:
 Intensidad luminosa y tipo de luminaria (reproducción cromática): las
lámparas utilizadas deben adaptarse a las necesidades de uso. La demanda
lumínica de emplazamientos turísticos no es la misma que en puntos únicamente
de tráfico, por lo que las necesidades de intensidad y tipo de luz en estos
emplazamientos no es la misma. Tener presente estas diferencias debe permitir
reducir la demanda energética total y optimizar la potencia instalada.
 Calidad energética de las lámparas (eficiencia): no todos los tipos de lámparas
presentan el mismo rendimiento energético. Hacer una correcta selección de las
lámparas (dentro de la misma función), teniendo en cuenta el rendimiento
(lumen/W), puede derivar en un ahorro energético importante.
 Zonificación: establecer cuál es el área que se necesita iluminar permite optimizar
las potencias de las lámparas y, por lo tanto, reducir el consumo.
 Duración de la vida económica: las lámparas presentan una reducción del
rendimiento con el tiempo (lumen/potencia). Tener presente esta variación de
propiedades y establecer un óptimo (económico y energético) en la sustitución de
lámparas debe permitir un mejor rendimiento del sistema lumínico.
La mayor parte de las lámparas utilizadas en el alumbrado público utilizan un sistema
de descarga eléctrica en un gas, generalmente lámparas de mercurio con rendimientos
inferiores a otras opciones que se encuentran en el mercado. Los sistemas de descarga
consisten en dos electrodos que generan un flujo de electrones por medio de un gas; la
excitación de los átomos del gas permite generar luz, cuyas características están en
función de la lámpara utilizada. Los tipos más utilizados en el alumbrado público son:






Lámparas fluorescentes.
Lámparas de vapor de mercurio de alta presión.
Lámparas de vapor de sodio a baja presión.
Lámparas de vapor de sodio a alta presión.
Lámparas de mercurio con halógenos metálicos.
Lámparas con descarga por inducción.
40
La sustitución de las lámparas es un proceso que se ha desarrollado en la mayor parte
de las ciudades, aunque en muchas zonas se continúan utilizando sistemas de mercurio.
En este sentido, se recomienda el uso de lámparas del tipo descarga, si bien su elección
tiene que ser la adecuada para obtener las finalidades previstas. En carreteras, se
recomiendan lámparas de vapor de sodio a alta presión, a causa de su eficacia luminosa
(lumen/W) y mejor rendimiento cromático que las lámparas de vapor de sodio a baja
presión. Estas características de las lámparas de baja presión las convierten en adecuadas
para puntos con poca necesidad de intensidad lumínica, como pueden ser las carreteras
en campo abierto o las zonas rurales.
41
42
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Tratando de mejorar la eficiencia energética y el resplandor luminoso o contaminación
lumínica del alumbrado público de Lluvia, todas las renovaciones de instalaciones
obsoletas a las que se refiere este proyecto cumplen los requisitos exigidos en el
Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior y sus
respectivas Instrucciones Técnicas Complementarias ITC-EA-01 a ITC-EA-07
aprobado por el Real Decreto 1890/2008 de 14 de noviembre.
Eficiencia energética
La eficiencia energética de una instalación de alumbrado exterior se define como la
relación entre el producto de la superficie iluminada por la iluminancia media en
servicio de la instalación entre la potencia activa total instalada siendo:
E = eficiencia energética de la instalación de alumbrado exterior (m2·lux/W).
P = potencia activa total instalada (lámparas y equipos auxiliares) (W).
S = superficie iluminada (m2).
Em = iluminancia media en servicio de la instalación, considerando mantenimiento
previsto (lux).
Los requisitos mínimos de eficiencia energética en instalaciones de alumbrado vial
funcional son:
La eficiencia energética de nuestra instalación es de:
43
Calificación energética
Las instalaciones de alumbrado exterior, excepto las de alumbrado de señales y anuncios
luminosos, festivos y navideños, se calificarán en función de su índice de eficiencia
energética. El índice de eficiencia energética (E) se define como el cociente entre la
eficiencia energética de la instalación € y el valor de eficiencia energética de referencia
(ER) en función del nivel de iluminancia media en servicio proyectada, que se indica en
la tabla de continuación.
El valor del Índice de Eficiencia Energética de nuestra instalación es:
Con objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de
alumbrado y en consonancia con lo establecido en otras reglamentaciones, se define una
etiqueta que caracteriza el consumo de energía de la instalación mediante una escala de
siete letras que va desde la letra A (instalación más eficiente y con menos consumo de
energía) a la letra G (instalación menos eficiente y con más consumo de energía). El
índice utilizado para la escala de letras será el índice de consumo energético (ICE) que
es igual al inverso del índice de eficiencia energética:
El índice de consumo energético (ICE) de nuestra instalación es:
44
La Calificación Energética de nuestra instalación es la A.
45
Colores que deberán usarse en la etiqueta:
CMYK: cian, magenta, amarillo, negro.
Ejemplo: 07X0: 0 % cian, 70 % magenta, 100 % amarillo, 0 % negro.
Flechas:
A: X0X0; B: 70X0; C: 30X0; D: 00X0; E: 03X0; F: 07X0; G: 0XX0.
Color del contenido: X070.
Todo el texto en negro. El fondo es blanco.
En consonancia con lo preceptuado en los artículos 9, 10 y 11 del Reglamento, la
documentación en la que se incluirá la eficiencia energética y su calificación, incluida
la etiqueta que mide el consumo energético de la instalación se debe entregar al titular
de la instalación.
46
CALCULO DE ILUMINACION DE INTERIORES
Niveles de iluminación recomendados
Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que
se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos
luminosos mínimos, normales o exigentes.
En el primer caso estarían las zonas de paso (pasillos, vestíbulos, etc.) o los locales poco
utilizados (almacenes, cuartos de maquinaria...) con iluminancias entre 50 y 200 lx. En
el segundo caso tenemos las zonas de trabajo y otros locales de uso frecuente con
iluminancias entre 200 y 1000 lx. Por último están los lugares donde son necesarios
niveles de iluminación muy elevados (más de 1000 lx) porque se realizan tareas visuales
con un grado elevado de detalle que se puede conseguir con iluminación local.
En la tabla siguiente tenemos un cuadro simplificado de los niveles de iluminancia en
función del tipo de tareas a realizar en el local.
47
Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento
El paso del tiempo provoca sobre las instalaciones de alumbrado una disminución
progresiva en los niveles de iluminancia. Las causas de este problema se manifiestan de
dos maneras. Por un lado tenemos el ensuciamiento de lámparas, luminarias y
superficies donde se va depositando el polvo. Y por otro tenemos la depreciación del
flujo de las lámparas.
En el primer caso la solución pasa por una limpieza periódica de lámparas y luminarias.
Y en el segundo por establecer un programa de sustitución de las lámparas. Aunque a
menudo se recurre a esperar a que fallen para cambiarlas, es recomendable hacer la
sustitución por grupos o de toda la instalación a la vez según un programa de
mantenimiento. De esta manera aseguraremos que los niveles de iluminancia real se
mantengan dentro de los valores de diseño de la instalación.
Podemos distinguir dos tipos de cálculo:
1. Cálculo por el método de lúmenes o Método del Factor de utilización.
2. Cálculo de las iluminancias horizontales empleando curvas isolux.
Cálculo por el método de lúmenes:
Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie
de la mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.
 Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende del tipo de
actividad a realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas
y recomendaciones que aparecen en la bibliografía.
 Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de
acuerdo con el tipo de actividad a realizar.
 Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y
las luminarias correspondientes.
 Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de
iluminación escogido.
48
Calcular el índice del local (k) a partir de la geometría de este. En el caso del método europeo
se calcula como:
49
Donde k es un número comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener
valores mayores de 10 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar
diez o un número mayor en los cálculos es despreciable.
 Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se
encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies
y acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.
En su defecto podemos tomar 05 para el techo, 0.3 para las paredes y 0.1 para el suelo.
 Determinar el factor de utilización (η CU) a partir del índice del local y los
,
factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los
fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de
iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no
se pueden obtener los factores por lectura directa será necesario interpolar.
 Determinar el factor de mantenimiento (fm) o conservación de la instalación.
Este coeficiente dependerá del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia
de la limpieza del local. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los
siguientes valores:
50
Cálculos
Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula
Donde:
 φ es el flujo luminoso total
 E es la iluminancia media deseada
 S es la superficie del plano de trabajo
 η es el factor de utilización
 fm es el factor de mantenimiento
 Cálculo del número de luminarias.
Donde:
 N es el número de luminarias.
 ΦT es el flujo luminoso total.
 ΦL es el flujo luminoso de una lámpara.
 n es el número de lámparas por luminaria.
Emplazamiento de las luminarias
Una vez hemos calculado el número mínimo de lámparas y luminarias procederemos a
distribuirlas sobre la planta del local. En los locales de planta rectangular las luminarias
se reparten de forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetría del local según las
fórmulas:
51
La distancia máxima de separación entre las luminarias dependerá del ángulo de
apertura del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo.
Veámoslo con un dibujo:
Como puede verse fácilmente, mientras más abierto sea el haz y mayor la altura de la
luminaria más superficie iluminará aunque será menor el nivel de iluminancia que
llegará al plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma
manera, vemos que las luminarias próximas a la pared necesitan estar más cerca para
iluminarla (normalmente la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separación
entre las luminarias las podemos resumir como sigue:
Si después de calcular la posición de las luminarias nos encontramos que la distancia de
separación es mayor que la distancia máxima admitida quiere decir que la distribución
luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede deberse a que la potencia de las
lámparas escogida sea excesiva. En estos casos conviene rehacer los cálculos probando
a usar lámparas menos potentes, más luminarias o emplear luminarias con menos
lámparas.
Comprobación de los resultados
Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia
media obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en las
tablas.
52
EJEMPLO DE CÁLCULO (método de los lúmenes)
Tenemos una nave que queremos iluminar con una iluminación homogénea de 680 lx.
Dimensiones del local:




Largo: 100 m
Ancho: 30 m
Altura total: 6 m
Altura del plano de trabajo: 0 (nos piden la iluminancia a nivel del suelo)
Nivel de iluminancia media. Nos piden 680 lx pero teniendo en cuenta que sólo se
trabaja de día y la iluminancia de la luz solar es de 75 lux, la iluminancia proporcionada
por la iluminación será:
Em = 680 - 75 = 605 lx
Lámparas. Usaremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W y 50000 lm
de flujo.
Altura de suspensión de las luminarias: 5.5 m
Índice del local. Dado el tipo de luminarias propuestas (de iluminación directa), nos
encontramos con un caso de iluminación directa. Por lo tanto:
Coeficientes de reflexión. Los coeficientes del techo y las paredes se suministran en el
enunciado. Como no nos dicen nada del suelo tomaremos la hipótesis más pesimista
vista en las tablas.
Determinación del coeficiente de utilización (η). A partir de los factores de reflexión
y el índice del local se leen en las tablas los factores de utilización. En este caso
particular deberíamos interpolar ya que no disponemos de valores para k = 4.2; pero
como la diferencia entre el coeficiente para 4 y 5 es muy pequeña podemos aproximar
con los valores de 4.
53
Factor de mantenimiento. En este caso los valores vienen incluidos en las tablas de las
luminarias. Como no nos dicen nada sobre la suciedad ambiental tomaremos los valores
medios.
Cálculo del flujo luminoso total.
Por último se calcula el número mínimo de luminarias necesarias. Este es un valor de
referencia pues es normal que al emplazar las luminarias y hacer las comprobaciones
posteriores necesitemos un número mayor de ellas.
Emplazamiento de las luminarias:
Finalmente sólo nos queda distribuir las luminarias sobre la planta del local y comprobar
que la distancia de separación entre ellas es inferior a la máxima admisible. En este caso
la separación máxima viene indicada en las tablas de las luminarias.
54
Comprobación de los resultados para la LUMINARIA
A nivel de suelo, la iluminancia total será:
Y la potencia consumida
NI = 620.5 + 75 = 695.5 lx
P = 85 · 400 = 34 kW
Distribución final de las luminarias:
30 m
6m
3m
5,8 m
100 m
55
EJEMPLO DE CÁLCULO DE ILUMINANCIAS (uso de curvas Isolux)
Este método gráfico permite obtener las iluminancias horizontales en cualquier punto
del plano de trabajo de forma rápida y directa. Para ello necesitaremos:
1. Las curvas isolux de la luminaria suministradas por el fabricante (fotocopiadas
sobre papel vegetal o transparencias). Si no disponemos de ellas, podemos
trazarlas a partir de la matriz de intensidades o de las curvas polares, aunque esta
solución es poco recomendable si el número de puntos que nos interesa calcular
es pequeño o no disponemos de un programa informático que lo haga por
nosotros.
2. La planta del local con la disposición de las luminarias dibujada con la misma
escala que la curva isolux.
El procedimiento de cálculo es el siguiente. Sobre el plano de la planta situamos el punto
o los puntos en los que queremos calcular la iluminancia. A continuación colocamos el
diagrama isolux sobre el plano, haciendo que el centro coincida con el punto, y se suman
los valores relativos de las iluminancias debidos a cada una de las luminarias que hemos
obtenido a partir de la intersección de las curvas isolux con las luminarias.
Finalmente, los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de
los relativos obtenidos de las curvas aplicando la fórmula:
Ec =
56
Componente indirecta o reflejada en un punto
Para calcular la componente indirecta se supone que la distribución luminosa de la luz
reflejada es uniforme en todas las superficies del local incluido el plano de trabajo. De
esta manera, la componente indirecta de la iluminación de una fuente de luz para un
punto cualquiera de las superficies que forman el local se calcula como:
Donde:
, es la suma del área de todas las superficies del local.

ρm , es la reflectancia media de las superficies del local calculada como:
 Fi es la reflectancia de la superficie.
 Φ es el flujo de la lámpara.
Eficiencia energética
La eficiencia energética de una instalación de iluminación de una zona, se determinará
mediante el Valor de Eficiencia Energética de la instalación VEEI (W/m2) por cada 100
lux, mediante la siguiente expresión:
VEEI= P x 100/ S x Em
siendo
P.- la potencia total instalada en lámparas más los equipos auxiliares [W].
S.- la superficie iluminada [m2].
Em .- la iluminancia media horizontal mantenida [lux].
57
Con el fin de establecer los correspondientes valores de eficiencia energética límite, las
instalaciones de iluminación se identificarán, según el uso de la zona dentro de uno de los
2 grupos siguientes:
Grupo1:
Zonas de no representación o espacios donde el criterio de diseño, la imagen no el estado
anímico que se quiere transmitir al usuario con la iluminación, queda relegado a un
segundo plano frente a otros criterios como el nivel de iluminación, el confort visual, la
seguridad y la eficiencia energética.
Grupo 2:
Zonas de representación o espacios donde el criterio de diseño, la imagen o el estado
anímico que se quiere transmitir al usuario con la iluminación, son preponderantes frente
a los criterios de eficiencia energética.
Los VEEI límite en recintos interiores de un edificio se establecen en la tabla siguiente.
Estos valores incluyen la Iluminación general y la iluminación de acento, pero no las
Instalaciones de iluminación de escaparates y zonas expositivas.
58
Iluminación viaria
El objetivo principal de la iluminación viaria y urbana es permitir una visión segura y
cómoda a los conductores y peatones, durante las horas en las que la luz natural, no es
suficiente.
Existen dos tipos de alumbrado:
 Instalaciones de alumbrado funcional
Se define como alumbrado funcional las instalaciones de iluminación de carreteras,
autopistas, autovías y vías urbanas.
Sus objetivos son:
o
o
o
o
o
Proporcionar al conductor la visibilidad suficiente para reconocer obstáculos y
el trazado de la carretera con suficiente antelación para poder reaccionar.
Proporcionar confort visual al conductor mientras conduce para evitar la fatiga.
Facilitar la gestión del tráfico.
Promocionar las actividades nocturnas.
Proporcionar sensación de seguridad a las personas.
Imagen 1 - Alumbrado Funcional (Fuente: PHILIPS)
59

Instalaciones de alumbrado ambiental
Se define como alumbrado ambiental las instalaciones de alumbrado sobre soportes
de baja altura, entre 3 y 5 metros, en zonas urbanas para la iluminación de vías
peatonales, comerciales, aceras, parques y jardines y vías de velocidad limitada.
Estas instalaciones requieren unas condiciones visuales distintas por la velocidad
de movimiento de las personas y la importancia de los objetos u obstáculos que
están cerca, en lugar de los que están más alejados.
La iluminación ambiental comparte los mismos objetivos que la iluminación
funcional pero también debe:
o
o
Formar parte integral del paisaje urbano durante el día.
Crear sensación acogedora de bienestar.
Imagen 2 - Alumbrado Ambiental (Fuente: PHILIPS)
60
Tipologías
Para desarrollar los proyectos de alumbrado de exteriores, es necesario establecer como
dato de partida la clasificación de la vía, que servirá para definir parámetros más
importantes, como por ejemplo los requisitos lumínicos.
Las distintas tipologías de zonas a iluminar, tanto para alumbrado vial como ambiental,
están definidas en la norma UNE EN-13201-2-3-4 Iluminación de carreteras.
Los factores más importantes a tener en cuenta para la clasificación de las vías son los
siguientes:




Velocidad del tráfico rodado.
Densidad de tráfico de vehículos.
Densidad de tráfico peatonal.
Densidad de tráfico de bicicletas.
Clasificación de las vías
En primer lugar se clasifican las zonas por la velocidad del tráfico rodado.
Situaciones de proyecto
En segundo lugar, en función de las características de la de vía, se establecen subgrupos
dentro de la clasificación anterior, que da lugar a las distintas situaciones de proyecto.
 Situaciones de proyecto para vías tipo A
Las situaciones de proyecto de tipo A incluyen las carreteras para tráfico rodado de
velocidad rápida. Las condiciones visuales están orientadas al conductor del vehículo,
motocicleta, etc. Los conductores deben poder reconocer el camino, las entradas o
salidas a otras vías, señales de tráfico, otros vehículos que circulen y los obstáculos o
peligros que existan tanto en la vía por la que circula como en los laterales de la calzada.
60
 Situaciones de proyecto para vías tipo B
Las situaciones de proyecto tipo B incluyen las carreteras en zonas urbanas sin un límite
de velocidad especial. La diferencia que existe entre los dos tipos está en si la vía es
compartida con un carril bici o no. Para determinar los requerimientos de iluminación
será necesario tener en cuenta factores relacionados con el tráfico como: las intersecciones, densidad de tráfico, vehículos aparcados en la acera, etc.
61
 Situaciones de proyecto para vías tipo C y D
Las situaciones de proyecto tipo C incluyen los carriles bici situados al lado de zonas
peatonales. La iluminación debe permitir a ambos usuarios reconocerse para evitar
atropellos. Además debe ser visible el estado del camino para evitar cualquier obstáculo
que pueda aparecer.
Las situaciones de proyecto de tipo D incluyen todo tipo de aparcamientos y zonas
peatonales o carreteras con una velocidad máxima de 30 km/h. El principal objetivo de
la iluminación de estas vías es proteger al peatón de los conductores y de la violencia.
62
 Situaciones de proyecto para vías tipo E
Las situaciones de proyecto tipo E son las vías exclusivas o con acceso prioritario para
los peatones. El principal objetivo es proteger al peatón de los conductores y de la
violencia.
Criterios de Diseño
Este apartado se ha centrado en la descripción de los requisitos lumínicos, pero, existen
muchos otros factores que se deben considerar por normativa para el diseño de la
instalación, como por ejemplo: límites de la luz intrusa, mantenimiento, requisitos
económicos, etc.
Una vez establecida la situación de proyecto, la norma UNE-EN 13201, establece los
requerimientos de las magnitudes luminosas para cada clase de alumbrado. Las tablas
mostradas a continuación, se pueden encontrar en la norma UNE-EN 13201 y el R.D.
1890/2008.
64
La elección de clase de alumbrado se realiza en función de:






Utilización de la vía: cantidad de tráfico de vehículos, personas, ciclistas, etc.
Dificultad de la tarea de conducción.
Tipo de cruce.
Nivel de luminosidad del entorno.
Separación de calzadas.
Seguridad para las personas.
Por ejemplo, para una situación de proyecto A1, si la intensidad del tráfico es media,
entre 15.000 y 25.000 vehículos, la clase de alumbrado corresponde a ME2.
Según la norma UNE-EN 13201-2-3-4, cada clase de alumbrado ha de cumplir con los
requisitos fotométricos aplicables a la vía de estudio en particular.
65
La C.I.E clasifica las vías de tránsito peatonal y recomienda valores para la iluminancia
horizontal según se muestra en la siguiente Tabla.
Uniformidad de luminancia
Para conseguir una iluminación óptima, la uniformidad debe mantener en todo momento
igual para que las condiciones visuales del conductor o peatón sean las mismas desde
cualquier punto de observación.
Desde el punto de vista de las capacidades visuales, el factor de uniformidad general no
puede ser inferior 0,4.
Pero no es suficiente con tener un (Uo) bueno, el valor de la uniformidad longitudinal
que hace referencia al confort visual también se debe tener en consideración.
En la Imagen 2 se observa que la uniformidad de la calzada no es la misma en ambas
fotografías. La imagen de la izquierda muestra una uniformidad constante, mientras que
la de la derecha no.
66
Deslumbramiento
Los criterios de deslumbramiento que se aplican en la iluminación viaria y urbana son
el del deslumbramiento perturbador y el deslumbramiento molesto.
 El deslumbramiento perturbador (TI), produce una pérdida de visión que no
es necesariamente molesta y está producido por las fuentes de luz situadas en el
campo de visión del usuario de la vía. Al incidir directamente la luz sobre la
retina, aparece el velo luminoso provocando una disminución de la capacidad
visual de contraste.
La medida de la pérdida de visión producida por este deslumbramiento se realiza
mediante el cálculo del incremento de umbral de contraste.
 El deslumbramiento molesto también lo producen las fuentes situadas en el
campo de visión, pero solo crean una sensación desagradable. La medida de este
deslumbramiento se mide mediante el índice de deslumbramiento (GR).
Los valores de GR en alumbrado funcional deben estar entre 10 y 90. La relación entre
el GR y su valoración se muestra en la siguiente tabla
67
Nota
Según el R.D. 1890/2008, el deslumbramiento (D), está establecido para las
instalaciones de alumbrado ambiental de carreteras en la siguiente tabla 5:
El índice D se calcula como:
Donde:
 I es el valor máximo de la intensidad luminosa en cualquier dirección que forme
un ángulo de 85º con la vertical.
 A es el área aparente de las partes luminosas de la luminaria en un plano
perpendicular a la dirección de la intensidad (I).
El índice de deslumbramiento D para instalaciones de alumbrado peatonal se establece
en función de la altura de montaje, en metros, de las luminarias como indica la Tabla 6
68
Relación entorno (SR)
También conocido como el factor de borde, es el mínimo entre la relación de la
iluminancia media de la zona situada en el exterior de la calzada y la iluminancia media
de la zona adyacente situada sobre la calzada, en ambos lados del borde de la misma.
El cálculo de la relación entorno asegura que el conductor sea capaz de distinguir los
objetos situados a ambos lados de la calzada.
La relación entorno SR es la menor de las relaciones obtenidas, calculada como la
relación entre la iluminancia media de la zona situada en el exterior de la calzada y la
iluminancia media de la zona adyacente situada sobre la calzada.
El valor de ASR de todas las zonas de cálculo es 5 metros. Si la anchura de la calzada es
inferior a 10 metros, el valor de ASR es la mitad de la anchura de la calzada.
La separación entre los puntos de luz es S.
Guiado óptico y orientación visual
Un buen diseño del trazado del camino reduce accidentes y aumenta la seguridad de los
usuarios. Cada camino en particular deberá diseñarse para que cualquier usuario
reconozca el recorrido, aunque sea la primera vez que lo haga.
En el caso de alumbrado ambiental, este factor es importante porque permite al peatón
anticiparse a agresiones o robos.
Cuando exista tráfico de vehículos por una zona peatonal, ésta se iluminará como una
vía pública.
69
Limitación de la luz intrusa o molesta
Los efectos producidos por la luz intrusa deben minimizarse al máximo, para ello,
cualquier instalación se diseñará de manera que cumpla con los valores máximos
establecidos en la siguiente tabla:
Implantaciones típicas
Las implantaciones típicas son las utilizadas en tramos rectos de carretera.
Los distintos modos de ubicación son:
 Unilateral: los puntos de luz están situados en el mismo lado de la vía. Se utilizará
cuando la anchura (A) de la calzada sea igual o inferior a la altura de montaje de las
luminarias (H).
70
 Bilateral Tresbolillo: los puntos de luz están situados a ambos lados de la vía a
tresbolillo (zig-zag). Se utilizará cuando la anchura de la calzada (A) sea 1,5 veces
la altura de montaje de las luminarias (H).
 Bilateral pareada: los puntos de luz están situados a ambos lados de la vía
oponiéndose el uno al otro. Se utilizará cuando la anchura de la calzada (A) sea
mayor de 1,5 veces la altura de montaje de las luminarias.
 Central o axial: los puntos de luz en las vías con mediana se pueden implantar de
distintas formas.
71
Cuando la anchura de la mediana esté comprendida entre 1 y 3 m, los puntos de luz se
situarán en la misma mediana en columnas o báculos de doble brazo.
Cuando la anchura de la media sea superior a los 3 metros, la ubicación de las luminarias
se hará como si se tratara de dos vías independientes.
 Catenaria: los puntos de luz se fijan axialmente los cables de la catenaria, que
están sujetos entre dos soportes situados distancias entre los 50-100 metros el
uno del otro.
72
La ubicación en alzado de los puntos de luz será la altura H obtenida de los cálculos
luminotécnicos. Pero en algunos casos, la altura de montaje debe fijarse en función de
otros parámetros, por ejemplo los árboles. Si los árboles son grandes, la altura
aconsejable de las luminarias es de 8-10 metros. En cambio, cuando son pequeños, la
altura de las luminarias estará alrededor de los 12-15 metros.
Trazados singulares
Las implantaciones típicas de los puntos de luz en cruces, curvas y glorietas son las que
se muestran en las imágenes siguientes. Aunque la distribución idónea será la que
cumpla con los niveles luminosos calculados.
 La implantación en una intersección en ángulo recto con las dos calzadas
iluminadas; los puntos de luz se situarán mediante una combinación de las
implantaciones recomendadas para tramos rectos. Por ejemplo, la implantación sobre
dos calzadas iluminadas a tresbolillo.
73
 Glorietas; la altura de montaje de los puntos de luz será la misma que la de los puntos
de luz de la vías que lleguen a la glorieta. Cuando la iluminación del centro de la glorieta
no sea igual o mayor que 1,5 veces la iluminación media de la calzada principal, será
necesaria iluminación suplementaria.
Si la parte central de la glorieta tiene un diámetro menor a 18 metros se debe instalar un
punto de luz especial en columna o báculo en el centro. Si el diámetro es mayor de 18
metros o tiene árboles en el centro, se instalarán puntos de luz en las prolongaciones de
los ejes de la vía de circulación.
 Curvas; un tramo curvo es aquel que tiene un radio de curvatura menor de 300
metros. Cuando el radio de curvatura sea superior, la vía se considera un tramo recto.
Cuando la anchura (A) de la vía es menor de 1,5 veces la altura de montaje de las
luminarias (H), los puntos de luz se implantan en la parte exterior de la curva. Además
debe situarse un punto de luz en la prolongación de los ejes de circulación de las vías en
la curva.
74
Cuando la anchura (A) de la vía sea mayor a 1,5 veces la altura de montaje de las
luminarias (H), la implantación de los puntos de luz será bilateral pareada.
Recomendación de la altura de montaje de las lámparas en función del flujo luminoso de
las mismas.
La distribución unilateral se recomienda si la anchura de la vía es menor que la altura de
montaje de las luminarias. La bilateral tresbolillo si está comprendida entre 1 y 1.5 veces la
altura de montaje y la bilateral pareada si es mayor de 1.5.
75
Ejemplo de cálculo vial:
Datos de la vía:
1. Iluminancia media de la vía de 30 lux.
2. Lámparas de halogenuros metálicos de 250 W.
3. Flujo luminoso de 20.000 lúmenes.
4. Altura de montaje de las luminarias es de 8 metros.
5. Factor de mantenimiento 0,7.
s
6m
a) Calculo del factor de utilización:
Normalmente se representa mediante curvas que suministran los fabricantes con las
luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas en función del cociente anchura de la
calle/altura (A/H), la más habitual, o de los ángulos ϒ1, ϒ2 en el lado calzada y acera
respectivamente.
De los gráficos se puede observar que hay dos valores posibles, uno para el lado acera
y otro para el lado calzada, que se obtienen de las curvas.
76
Calculo η:
0,62
A1
5
= 0,62 → η1 = 0,23
=
h
8
0,12
A2
1
→ η2 = 0,05
=
h
8 = 0,12
η = η1 + η2 = 0,23 +0,05 = 0.28
A
(Tipo de vía A1, clase de alumbrado ME1, condiciones secas), adoptamos 30 lux.
Conocido el valor de la iluminancia media de la calzada se obtiene la interdistancia
necesaria:
A.s
0,28 . 20000
6 .s
30 lux → S = 29,5 m
77
Donde:





η: factor de utilización.
Φ: flujo luminoso de la lámpara en lúmenes [lm].
n: número de lámparas por luminaria.
fm: factor de mantenimiento.
A: es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral pareada es la
mitad (A/2) y (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo.
 s: distancia entre luminarias en metros [m].
b) Iluminación media de la vía
El primer paso vuelve a consistir en calcular el factor de utilización de la vía:
8
A1
0,81
6,5 = 0,81 → η1 0,62
= 0,27
8
0,31 0,12
A2 2,5
→ η2 = 0,11
= 0,31
= 0,81
+ 0,31 = 1,12
8
=
η = η1 + η2 = 0,27 + 0,11 =0,38
A
Como la interdistancia entre luminarias es conocida, el valor de la iluminancia media
es:
0,38 20000
Axs
9 x 29,5
20,03 lux
78
c) Iluminación media de la acera contraria a las luminarias
El primer paso vuelve a consistir en calcular el factor de utilización, en este caso de la
acera:
A1
8 = 6,5 = 0,81 → η10,62
=0,27
8
8
0,12
A2
5 = 0,62 → η2 =0,18
=
8
η = η1 + η2 = 0,27 - 0,18 = 0,09
A
El valor de la iluminancia media es:
0,09 20000
A.s
1,5 x 29,5
28,31 lux
Calculo la uniformidad por el método de los 9 puntos
Factores de uniformidad
Para calcular los factores de uniformidad hemos de emplear el método de los nueve
puntos.
79
El método de los nueve puntos es una simplificación que permite de forma
relativamente rápida, obtener una idea de la iluminancia media de la vía, así como de su
nivel de uniformidad.
El primer paso es dividir el área sometida a estudio en nueve zonas de área desigual, de
forma que los cuadrantes laterales tienen un área doble que las esquinas y el cuadrante
central un área cuatro veces superior a la de estas. En cada uno de estos cuadrantes se
toma un punto, tal como se indica en la figura.
7
4
1
8
5
2
9
6
3
Luminaria
Ancho
Calzada
Una vez realizado esto podemos pasar a superponer la gráfica sobre las diferentes
luminarias y leer los valores de la curva isolux sobre los puntos tal y como hicimos al
hablar del método de los nueve puntos.
Lo más habitual es expresar las curvas isolux en valores absolutos definidos para una
lámpara de 1000 lm y una altura de montaje de 1 m.
Los valores reales se obtienen a partir de las curvas usando la expresión:
80
Ejemplo:
Superponemos la gráfica isolux sobre la calzada en el punto A
Pasamos los distintos valores a la tabla siguiente de los 9 puntos
Superponemos la gráfica isolux sobre la calzada en el punto B
81
Pasamos los distintos valores a la tabla siguiente
Superponemos la gráfica isolux sobre la calzada en el punto C
Pasamos los distintos valores a la tabla siguiente
82
Sumamos los valores obtenidos, (A+B+C).
Los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los relativos
aplicando la fórmula:
Ec =
=
Multiplicamos este valor por el Eicurva en cada uno de los puntos.
Pasamos a calcular la iluminancia media Em y los factores de uniformidad media Um y
factor de uniformidad longitudinal o extrema Uex:
x
x
x
x
x
El valor de Em obtenido es el del momento de puesta en marcha de la instalación. Para
obtener el valor una vez producida la depreciación hemos de multiplicarlo por el factor
de mantenimiento (0.70). Obtenemos entonces un valor de Em = 17,32 lx.
83
Um =
Uex =
Emin
Em
Emin
Emax
=
=
10,3
17,32
= 0,59
10,3
= 0,24
42,2
Donde:
Em = Iluminación media.
Um = Uniformidad media.
Uex = Uniformidad longitudinal o extrema.
Al comprobar en la tabla 6, pag. 67, Uex tiene que ser mayor de 0,70
Esto nos obliga a replantear los cálculos, que en este caso, puede bastar con reducir la
distancia entre luminarias.
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Ɛ
=
29,6 x 6 x 17,32
250
=
12,3
Donde:
ɛ = Eficiencia energética de la instalación de alumbrado exterior (m2·lux/W).
P = La potencia (P) será la correspondiente a la de todas las luminarias comprendidas en la
superficie de cálculo, teniendo en cuenta que la potencia de las luminarias que delimitan la
superficie (S) se contabilizará sólo al 50 %. En el caso de áreas de estudio irregulares se
considerará el total de la potencia de los puntos de luz que se dispongan sobre dichas áreas.
S = La superficie iluminada a considerar (S) será la definida por la dimensión de la sección
transversal, y longitudinalmente por una dimensión representativa de la implantación de los
puntos de luz proyectados.
Em = La iluminancia media (Em) será la obtenida en el cálculo de la superficie anteriormente
citada (S).
84
Índice de calificación energética
12,3
= 0,47
26
El valor del Índice de consumo Energético de nuestra instalación es:
=
1
0,47
= 2,12
La Calificación Energética de nuestra instalación según la siguiente tabla es la E.
85